JP2553250B2 - Method for manufacturing low dielectric constant ceramic circuit board - Google Patents
Method for manufacturing low dielectric constant ceramic circuit boardInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は低誘電率セラミックス回
路基板の製造方法に関し、さらに詳しくは誘電率が低い
とともに充分な強度を備えていて例えば高速コンピュー
タの回路基板や高周波領域アンテナ用基板等に好適に用
いられる低誘電率セラミックス回路基板を、割れや層間
剥離を招くことなく安定して得ることのできる低誘電率
セラミックス回路基板の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a low dielectric constant ceramic circuit board, and more particularly to a circuit board of a high speed computer or a board for a high frequency area antenna, which has a low dielectric constant and sufficient strength. The present invention relates to a method for producing a low dielectric constant ceramic circuit board, which is capable of stably obtaining a suitably used low dielectric constant ceramic circuit board without causing cracking or delamination.
【０００２】[0002]
【従来の技術】セラミックス回路基板はＬＳＩを実装す
るのに好適であることから、各種電子機器に広く用いら
れている。特にコンピュータの分野においては、処理速
度の高速化に伴い可能な限り誘電率の低いセラミックス
回路基板が要求されるようになった。2. Description of the Related Art Ceramic circuit boards are widely used in various electronic devices because they are suitable for mounting LSIs. Particularly in the field of computers, ceramic circuit boards having a dielectric constant as low as possible have been required with the increase in processing speed.
【０００３】しかし、セラミックス、ガラス等の従来の
基板材料を用いていたのでは、誘電率を下げるにも限界
があった。そこで、セラミックス内部に多数の中空微小
球を含有してなるセラミックス基板が提案され、これに
ついて種々の研究もなされている。このセラミックス基
板は、図４に示すように、セラミックス基地１０中に多
数の中空微小球１１を含有するものであり、各中空微小
球１１はいずれも内部に空気を含んでいるため、従来の
セラミックス基板に比較して誘電率の引き下げが達成さ
れている。なお、図４において、１２は導体配線層であ
る。However, if conventional substrate materials such as ceramics and glass are used, there is a limit in lowering the dielectric constant. Therefore, a ceramics substrate containing a large number of hollow microspheres inside the ceramics has been proposed, and various studies have been made on this. As shown in FIG. 4, this ceramic substrate has a large number of hollow microspheres 11 contained in a ceramic matrix 10. Since each hollow microsphere 11 contains air inside, the conventional ceramics Lower dielectric constants have been achieved compared to substrates. In FIG. 4, reference numeral 12 is a conductor wiring layer.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、セラミック
ス基板内部に中空微小球を含有させると、誘電率が低下
するのと引き換えに基板強度が低下してしまうので、充
分な基板強度をもたせるためには何らかの強化が必要で
ある。その強化手段としては、中空微小球を含有するセ
ラミックス基板（以下、これを中空微小球添加基板と称
することがある）と中空微小球を含有しないセラミック
ス基板との積層による複合化が考えられる。By the way, when the hollow microspheres are contained in the ceramic substrate, the substrate strength is lowered in exchange for the lowering of the dielectric constant. Therefore, in order to provide sufficient substrate strength, Some kind of strengthening is needed. As a means for strengthening it, it is conceivable to make a composite by laminating a ceramic substrate containing hollow microspheres (hereinafter, this may be referred to as a hollow microsphere-added substrate) and a ceramic substrate not containing hollow microspheres.
【０００５】しかしながら、一般的に中空微小球は基板
に含有されているセラミックス粒子やガラス粒子に比較
してその粒径が大きいためこれらの粒子に比較して焼成
時の収縮率が小さく、したがって中空微小球を含有する
グリーンシートと中空微小球を含有しないグリーンシー
トとを一体に焼成すると、割れや層間剥離が生じるとい
う問題があった。However, in general, the hollow microspheres have a larger particle size than the ceramic particles or glass particles contained in the substrate, and therefore have a smaller shrinkage ratio during firing than these particles, and thus are hollow. Contains microspheres
Green sheet and green sea without hollow microspheres
Firing the bets together, there is a problem that cracking or delamination occurs.
【０００６】具体的には、この焼成収縮率について本発
明者が鋭意検討を重ねた結果によれば、従来より一般に
用いられている粒径20μｍの中空微小球を40体積％の割
合で含有するグリーンシートの焼成温度1000℃での焼成
収縮率は13％であるのに対し、この中空微小球を含有し
ないグリーンシートの焼成温度1000℃での焼成収縮率は
16％であることが判明している。すなわち、この焼成収
縮率の差に起因して上記の割れや層間剥離が発生するた
め、従来は中空微小球添加基板と中空微小球を含有しな
いセラミックス基板との複合化が困難であった。[0006] Specifically, according to the results of the inventors' earnest studies on the firing shrinkage ratio, hollow microspheres having a particle diameter of 20 μm, which have been generally used in the past, are contained at a ratio of 40% by volume. The green sheet has a firing shrinkage of 13% at a firing temperature of 1000 ° C, whereas the green sheet that does not contain hollow microspheres has a firing shrinkage at a firing temperature of 1000 ° C.
It has been found to be 16%. That is, since the cracks and the delamination described above occur due to the difference in the firing shrinkage ratio, it has been conventionally difficult to combine the hollow microsphere-added substrate and the ceramic substrate containing no hollow microspheres.
【０００７】また、従来の中空微小球添加基板において
は、基板の表面に中空微小球が露出しているため基板の
表面荒さが大きくなり、この表面上に樹脂薄膜回路を形
成する際の障害となることがあるという問題もあった。
本発明はかかる事情に基づいてなされたものであり、本
発明の目的は、中空微小球を含有するグリーンシートと
中空微小球を含有しないグリーンシートとを一体に焼成
しても割れや層間剥離を招くことがなく、したがって低
誘電率であるとともに実用に耐える強度を備えていて、
しかも表面が平滑である低誘電率セラミックス回路基板
を効率良く得ることのできる低誘電率セラミックス回路
基板の製造方法を提供することにある。Further, in the conventional hollow microsphere-added substrate, since the hollow microspheres are exposed on the surface of the substrate, the surface roughness of the substrate becomes large, which causes an obstacle in forming a resin thin film circuit on this surface. There was also the problem that
The present invention has been made based on such circumstances, and an object of the present invention is to prevent cracking and delamination even when a green sheet containing hollow microspheres and a green sheet not containing hollow microspheres are integrally fired. It has a low dielectric constant and a strength that can withstand practical use.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a low dielectric constant ceramic circuit board which can efficiently obtain a low dielectric constant ceramic circuit board having a smooth surface.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の低誘電率セラミックス回路基板の製造方
法は、15〜40体積％のセラミックス粉末、30〜50体積％
のガラス粉末ならびに該セラミックス粉末および該ガラ
ス粉末の粒径に比し大きな粒径を有する中空微小球を10
〜50体積％の割合で含有するグリーンシートと、導体配
線層とを交互に積層して積層体を作製し、次いで、該積
層体を、その積層方向において中空微小球無添加グリー
ンシートで挾んでから焼成する低誘電率セラミックス回
路基板の製造方法であって、上記中空微小球の粒径を調
整することにより焼成時における上記積層体の収縮率を
制御する構成とし、必要に応じ、前記セラミックス粉末
の平均粒径が２〜３μｍであり、前記ガラス粉末の平均
粒径が３〜５μｍであり、前記中空微小球の平均粒径が
10〜20μｍである構成とし、 また、前記焼成の温度が98
0 ℃〜1020℃である構成とし、 さらに、前記導体配線層
が銅導体よりなる構成とした。 In order to solve the above-mentioned problems, a method for producing a low dielectric constant ceramic circuit board of the present invention comprises a ceramic powder of 15 to 40% by volume and a volume ratio of 30 to 50% by volume.
Glass powder, the ceramic powder, and the glass
The number of hollow microspheres having a particle size larger than that of powder
A green sheet and a conductor wiring layer, which are contained in an amount of ˜50% by volume , are alternately laminated to form a laminated body, and then the laminated body is formed.
The layered body is formed by adding green particles without adding hollow microspheres in the stacking direction.
A low dielectric constant ceramic circuit board manufacturing method of calcining from sandwiching at Nshito, and configured to control the shrinkage of the laminated body during firing by adjusting the particle size of the hollow microspheres, if necessary , The ceramic powder
Has an average particle size of 2-3 μm, and the average of the glass powder
The particle size is 3 to 5 μm, and the average particle size of the hollow microspheres is
10 to 20 μm, and the firing temperature is 98
0 ℃ ~ 1020 ℃, the conductor wiring layer
Is made of a copper conductor.
【０００９】本発明の方法においては、次のようにして
低誘電率セラミックス回路基板を製造する。先ず、セラ
ミックス粉末、ガラス粉末および中空微小球の混合物
に、溶剤、可塑剤およびバインダを添加し、これを混練
することによりスラリーを調製する。前記セラミックス
粉末としては、たとえばアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ムラ
イト（３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 〜２Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｓｉ
Ｏ2 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のアルミニウム
（Ａｌ）を含有するセラミックス粉末を好適に用いるこ
とができる。このセラミックス粉末がアルミニウム（Ａ
ｌ）を含有するものであると、上記ガラス粉末の結晶化
を防ぐことができるからである。このセラミックス粉末
の平均粒径は、通常、２〜３μｍ程度である。In the method of the present invention, a low dielectric constant ceramic circuit board is manufactured as follows. First, a solvent, a plasticizer and a binder are added to a mixture of ceramic powder, glass powder and hollow microspheres, and the mixture is kneaded to prepare a slurry. Examples of the ceramic powder include alumina (Al 2 O 3 ), mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 to 2Al 2 O 3 .Si).
Ceramic powder containing aluminum (Al) such as O 2 ) and aluminum nitride (AlN) can be preferably used. This ceramic powder is aluminum (A
This is because the glass powder containing 1) can prevent crystallization of the glass powder. The average particle size of the ceramic powder is usually about 2 to 3 μm.
【００１０】前記の中空微小球は、たとえばシリカ（Ｓ
ｉＯ2 ）、セラミックス［アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ム
ライト（３Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 〜２Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｓ
ｉＯ2 ）等］などの材料を用いて中空の球状に形成され
たものであり、特にシリカ（ＳｉＯ2 ）製中空微小球、
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）製中空微小球は好適に使用され
る。この中空微小球は前記セラミックス粉末および前記
ガラス粉末のいずれの平均粒径よりも大きな平均粒径を
有するものである。 The hollow microspheres are made of, for example, silica (S
iO 2), ceramics [alumina (Al 2 O 3), mullite (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ~2Al 2 O 3 · S
iO 2 ) etc.] and are formed into hollow spheres, and in particular, silica (SiO 2) hollow microspheres,
Hollow microspheres made of alumina (Al 2 O 3 ) are preferably used. The hollow microspheres consist of the ceramic powder and the
An average particle size larger than any of the average particle sizes of glass powder
I have.
【００１１】本発明の方法においては、使用に供する前
記の中空微小球の粒径を調整することにより前記の積層
体の焼成収縮率を制御する。図３は、粒径が10μｍであ
る中空微小球および粒径が20μｍである中空微小球のそ
れぞれについて温度と収縮率との関係を示すグラフであ
る。図３に示すように粒径の小さい中空微小球を使用す
れば、積層体の焼成収縮率は大きくなるし、粒径の大き
い中空微小球を使用すれば、積層体の焼成収縮率は小さ
くなる。具体的には、従来より一般に用いられてきた粒
径20μｍの中空微小球を40体積％の割合で含有するグリ
ーンシート積層体の温度1000℃における焼成収縮率はせ
いぜい13％であるのに対し、粒径10μｍの中空微小球を
用いた場合の積層体の温度1000℃おける焼成収縮率は1
4.5％である。一方、中空微小球を含有しない、例えば
ガラスセラミックス基板の温度1000℃における焼成収縮
率は16％であることから、粒径の小さい中空微小球を使
用することによりグリーンシート積層体の焼成収縮率
を、中空微小球を含有しないグリーンシートの焼成収縮
率に一致させることが可能となる。したがって、焼成時
における中空微小球を含有するグリーンシート積層体と
中空微小球を含有しないグリーンシートとの挙動を一致
させることが可能になるため、前記の積層体と中空微小
球を含有しないセラミックス基板とを複合化することに
より前記の積層体の強度を補強することが可能になる。In the method of the present invention, the firing shrinkage of the laminate is controlled by adjusting the particle size of the hollow microspheres to be used. FIG. 3 is a graph showing the relationship between temperature and shrinkage for each of the hollow microspheres having a particle size of 10 μm and the hollow microspheres having a particle size of 20 μm. As shown in FIG. 3, when the hollow microspheres having a small particle size are used, the firing shrinkage of the laminate is increased, and when the hollow microspheres having a large particle size are used, the firing shrinkage of the laminate is decreased. . Specifically, it is a green paste containing 40% by volume of hollow microspheres with a particle diameter of 20 μm, which has been commonly used in the past.
The firing shrinkage of the sheet laminate at a temperature of 1000 ° C is at most 13%, whereas the firing shrinkage at a temperature of 1000 ° C of the laminate using hollow microspheres with a particle size of 10 μm is 1%.
It is 4.5%. On the other hand, since the firing shrinkage of glass ceramics substrates containing no hollow microspheres at a temperature of 1000 ° C. is 16%, it is possible to reduce the firing shrinkage of the green sheet laminate by using hollow microspheres with a small particle size. It becomes possible to match the firing shrinkage of the green sheet containing no hollow microspheres. Accordingly, it becomes possible to match the behavior of the green sheets containing no green sheet laminate and hollow microspheres contains hollow microspheres during the firing, a ceramic substrate not containing the laminate and hollow microspheres By compounding and, it becomes possible to reinforce the strength of the laminate.
【００１２】本発明の方法においては、これらのセラミ
ックス粉末、ガラス粉末および中空微小球を混合して使
用する。この混合物における前記セラミックス粉末の配
合割合は、通常、１５〜４０体積％程度であり、前記ガ
ラス粉末の配合割合は、通常、３０〜５０体積％程度で
ある。そして、この混合物における前記中空微小球の配
合割合は、通常、１０〜５０体積％程度である。この割
合が１０体積％未満であると、誘電率を引き下げる効果
が充分に奏されないことがある。一方、この割合が５０
体積％を超えると、焼成が困難になることがある。In the method of the present invention, these ceramic powder, glass powder and hollow microspheres are mixed and used. The mixing ratio of the ceramic powder in this mixture is usually about 15 to 40% by volume, and the mixing ratio of the glass powder is usually about 30 to 50% by volume. The mixing ratio of the hollow microspheres in this mixture is usually about 10 to 50% by volume. If this ratio is less than 10% by volume, the effect of lowering the dielectric constant may not be sufficiently exerted. On the other hand, this ratio is 50
When it exceeds the volume%, firing may be difficult.
【００１３】上記の混合物に添加する可塑剤としては、
たとえばジブチルフタレート（フタル酸ジ−ｎ−ブチ
ル）などが挙げられる。また、上記のバインダーとして
は、たとえばポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）
などが挙げられる。また、スラリーの調製に使用される
溶剤としては、たとえばメチルエチルケトン、アセトン
およびこれらの混合溶剤などが挙げられる。The plasticizer added to the above mixture is
For example, dibutyl phthalate (di-n-butyl phthalate) and the like can be mentioned. Examples of the binder include polymethylmethacrylate (PMMA).
And the like. Further, examples of the solvent used for preparing the slurry include methyl ethyl ketone, acetone and a mixed solvent thereof.
【００１４】上記の混合物１００重量部に対する上記の
可塑剤、バインダーおよび溶剤の使用割合は次の通りで
ある。すなわち、可塑剤は、通常、１〜２重量部、バイ
ンダーは、通常、１５〜２５重量部、溶剤は、通常、１
００〜１２０重量部である。本発明の方法においては、
上記の混合物と可塑剤、バインダーおよび溶剤とを混練
してスラリーを調製した後、このスラリーを用いてグリ
ーンシートを作製する。The proportions of the above plasticizer, binder and solvent used with respect to 100 parts by weight of the above mixture are as follows. That is, the plasticizer is usually 1 to 2 parts by weight, the binder is usually 15 to 25 parts by weight, and the solvent is usually 1
It is from 00 to 120 parts by weight. In the method of the present invention,
After the above mixture, the plasticizer, the binder and the solvent are kneaded to prepare a slurry, a green sheet is produced using this slurry.
【００１５】グリーンシートの作製には、たとえばキャ
リアテープ法を好適に採用することができる。なお、グ
リーンシートの厚さは、通常、２００〜３００μｍであ
る。本発明の方法においては、以上のようにしてグリー
ンシートを作製した後、該グリーンシートに導体配線層
間を接続するためのビアを形成し、通常は該ビアにたと
えば銅（Ｃｕ）粉末もしくはペーストを充填してからシ
ート表面に配線パターンを印刷して導体配線層を形成す
る。ここで、配線パターンの印刷は、たとえば銅（Ｃ
ｕ）ペーストを使用したスクリーン印刷法を好適に採用
して行なうことができる。For the production of the green sheet, for example, the carrier tape method can be preferably adopted. The thickness of the green sheet is usually 200 to 300 μm. In the method of the present invention, after the green sheet is produced as described above, a via for connecting the conductor wiring layers is formed in the green sheet, and the via is usually filled with copper (Cu) powder or paste, for example. After filling, a wiring pattern is printed on the surface of the sheet to form a conductor wiring layer. Here, the wiring pattern is printed by, for example, copper (C
u) A screen printing method using a paste can be preferably adopted.
【００１６】導体配線層を形成した後においては、通
常、このグリーンシートを複数枚積層して積層体とす
る。次に、この積層体の焼成を行なうが、この焼成の温
度は、通常、９８０〜１０２０℃、時間は、通常、９０
〜１２０分間である。本発明の方法においては、この積
層体を、その積層方向において中空微小球無添加グリー
ンシートで挾んだ状態で焼成することができる。すなわ
ち、前記の積層体における積層方向の両端面に中空微小
球を含有しない中空微小球無添加グリーンシートを積層
してから焼成すれば、中空微小球を含有することにより
低下した前記の積層体の強度を充分に実用的な水準にま
で引き上げることができるとともに、表面の平滑性を付
与することができる。After forming the conductor wiring layer, usually, a plurality of green sheets are laminated to form a laminated body. Next, this laminate is fired, the firing temperature is usually 980 to 1020 ° C., and the time is usually 90.
~ 120 minutes. In the method of the present invention, this laminate can be fired in a state of being sandwiched with hollow microsphere-free green sheets in the laminating direction. That is, if a hollow microsphere-free green sheet containing no hollow microspheres is laminated on both end faces of the laminate in the stacking direction and then fired, a decrease in the laminate due to the inclusion of hollow microspheres The strength can be sufficiently raised to a practical level and the surface smoothness can be imparted.
【００１７】上記の中空微小球無添加グリーンシートと
しては、中空微小球を含有しないガラスセラミックス組
成のグリーンシート等を好適に使用することができる。
このような中空微小球無添加グリーンシートは、具体的
には、前記の中空微小球を含有するグリーンシートの作
製に準じて得ることができる。すなわち、前記の中空微
小球を含有するグリーンシートの作製において、中空微
小球を使用しないほかは同シートの作製と同様の操作を
行なうことにより、たとえば上記のガラスセラミックス
組成のグリーンシートを得ることができる。ここで、上
記の中空微小球を含有しないグリーンシートにおけるセ
ラミックス粉末とガラス粉末との配合割合は、たとえば
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉末等のセラミックス粉末が、
通常、１５〜４０体積％であり、ホウケイ酸ガラス粉
末、シリカガラス粉末等のガラス粉末が、通常、６０〜
８５体積％である。As the above-mentioned hollow microsphere-free green sheet, a green sheet having a glass ceramics composition containing no hollow microspheres can be preferably used.
Such a hollow microsphere-free green sheet can be specifically obtained according to the preparation of the above-mentioned green sheet containing the hollow microspheres. That is, in the production of the green sheet containing the hollow microspheres described above, by performing the same operation as the production of the same sheet except that the hollow microspheres are not used, for example, a green sheet having the above glass ceramic composition can be obtained. it can. Here, the mixing ratio of the ceramic powder and the glass powder in the green sheet not containing the hollow microspheres is such that the ceramic powder such as alumina (Al 2 O 3 ) powder is
It is usually 15 to 40% by volume, and the glass powder such as borosilicate glass powder and silica glass powder is usually 60 to 60% by volume.
It is 85% by volume.
【００１８】[0018]
【作用】本発明の低誘電率セラミックス回路基板の製造
方法においては、中空微小球の粒径を調整することによ
り該中空微小球を含有するグリーンシートの焼成収縮率
を制御する。すなわち、中空微小球をグリーンシート中
に含有せしめることによりこのグリーンシートを焼成し
て成るセラミックス基板の誘電率を引き下げることが可
能になるのであるが、これと引き換えに該セラミックス
基板の強度は低下する。そして、該グリーンシート中に
含有される中空微小球の粒径は同グリーンシートに含有
されるセラミックス粒子やガラス粒子の粒径に比較して
大きいため焼成収縮率が小さく、したがって中空微小球
を含有するグリーンシートの焼成収縮率は中空微小球を
含有しないグリーンシートの焼成収縮率に比較して小さ
くなり、中空微小球を含有するグリーンシートの焼成収
縮率と中空微小球を含有しないグリーンシートの焼成収
縮率とに差が生じる。In the method of manufacturing a low dielectric constant ceramic circuit board of the present invention, the firing shrinkage of the green sheet containing the hollow microspheres is controlled by adjusting the particle size of the hollow microspheres. That is, by firing hollow green spheres in the green sheet , the green sheet is fired.
Although it becomes possible to lower the dielectric constant of the ceramic substrate made of, the strength of the ceramic substrate is lowered in exchange for this. Then, containing the green particle size of the hollow microspheres contained in the sheet is small firing shrinkage larger as compared with the particle size of the ceramic particles and glass particles contained in the green sheet, thus hollow microspheres Green firing shrinkage rate of the sheet is small compared to the firing shrinkage of the green sheets containing no hollow microspheres, calcining the green sheet containing no sintering shrinkage and hollow microspheres of the green sheet containing the hollow microspheres There is a difference in shrinkage.
【００１９】そこで、グリーンシートに含有せしめる中
空微小球の粒径を調整して該中空微小球を含有するグリ
ーンシートの焼成収縮率を制御することにより、上記の
ような焼成収縮率の差が生じるのを防止する。具体的に
は、使用に供する中空微小球の粒径を大きくすれば該中
空微小球を含有するグリーンシートの焼成収縮率を小さ
くすることができるし、中空微小球の粒径を小さくすれ
ば該中空微小球を含有するグリーンシートの焼成収縮率
を大きくすることができる。[0019] Thus, glyceryl containing hollow microspheres by adjusting the particle size of the hollow microspheres allowed to contain in the green sheet
By controlling the firing shrinkage of the sheet , it is possible to prevent the above-mentioned difference in firing shrinkage. Specifically, if the particle size of the hollow microspheres used is increased, the firing shrinkage of the green sheet containing the hollow microspheres can be decreased, and if the particle size of the hollow microspheres is decreased, The firing shrinkage of the green sheet containing hollow microspheres can be increased.
【００２０】したがって、本発明の方法によれば、中空
微小球を含有するグリーンシートの収縮挙動を中空微小
球を含有しないグリーンシートの収縮挙動に一致させる
ことが可能になり、両基板を一体に焼成して複合化させ
ることができる。そのため、本発明の方法においては、
中空微小球の添加により誘電率の引き下げを図った低誘
電率セラミックス回路基板の強度を、中空微小球を含有
していないセラミックス基板との複合化により補うこと
が可能になり、誘電率が低いとともに実用的な強度を備
え、しかも表面が平滑でたとえば該表面に樹脂薄膜薄回
路を好適に形成することができる低誘電率セラミックス
回路基板を得ることが可能である。Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to match the shrinking behavior of the green sheet containing the hollow microspheres shrinkage behavior of the green sheet containing no hollow microspheres, the substrates together It can be fired to form a composite. Therefore, in the method of the present invention,
The strength of a low dielectric constant ceramic circuit board whose dielectric constant is lowered by adding hollow microspheres can be supplemented by combining it with a ceramic substrate that does not contain hollow microspheres, and the dielectric constant is low. It is possible to obtain a low-dielectric-constant ceramics circuit board that has practical strength, and has a smooth surface, for example, on which a resin thin film thin circuit can be suitably formed.
【００２１】[0021]
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明につい
てさらに具体的に説明する。アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）２
００ｇ、ホウケイ酸ガラス２５０ｇおよび粒径１０μｍ
のシリカ製中空微小球６０ｇからなる混合物に溶剤（ア
セトン５５ｇ＋メチルエチルケトン３２０ｇ）、可塑剤
（ジブチルフタレート）１０ｇおよびバインダー（ポリ
メチルメタアクリレート）８０ｇを加え、これを混練し
てスラリーとした。得られたスラリーについて脱泡処理
を行なった後、このスラリーをドクターブレード法によ
り成形して厚さ３００μｍのグリーンシートとした。EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below to explain the present invention more specifically. Alumina (Al 2 O 3 ) 2
00 g, borosilicate glass 250 g and particle size 10 μm
A solvent (55 g of acetone + 320 g of methyl ethyl ketone), 10 g of a plasticizer (dibutyl phthalate) and 80 g of a binder (polymethylmethacrylate) were added to a mixture of 60 g of silica hollow microspheres, and kneaded to form a slurry. After defoaming the obtained slurry, the slurry was molded by a doctor blade method to obtain a green sheet having a thickness of 300 μm.
【００２２】このグリーンシートにビアホールを形成し
た後、該ビアホールにＣｕ粉末を充填してビアを形成
し、さらにこのグリーンシート上に銅ペーストをスクリ
ーン印刷して導体配線層を形成した。このようにしてビ
アおよび導体配線層を形成したグリーンシートを２０枚
積層して積層体とした。After forming a via hole in the green sheet, Cu powder was filled in the via hole to form a via, and a copper paste was screen-printed on the green sheet to form a conductor wiring layer. In this way, 20 green sheets each having the via and the conductor wiring layer formed were laminated to form a laminated body.
【００２３】図１は、この積層体の一部の断面図であ
る。図１に示すように、グリーンシート１と導体配線層
２とは交互に積層されて積層体３が形成されている。ま
た、図１中、４はビアであり、５は中空微小球である。
次に、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）２１体積％、ホウケイ酸
ガラス３９体積％、シリカガラス４０体積％の組成の中
空微小球無添加グリーンシートで上記の積層体を、その
積層方向に挾み込んでサンドイッチ構造とした。図２は
その構造の概略を示す説明図である。図２において、３
は積層体、６は中空微小球無添加グリーンシートであ
る。FIG. 1 is a sectional view of a part of this laminate. As shown in FIG. 1, the green sheets 1 and the conductor wiring layers 2 are alternately laminated to form a laminated body 3. Moreover, in FIG. 1, 4 is a via | veer and 5 is a hollow microsphere.
Next, the above laminated body was sandwiched in the laminating direction with a hollow microsphere-free green sheet having a composition of 21% by volume of alumina (Al 2 O 3 ), 39% by volume of borosilicate glass, and 40% by volume of silica glass. It has a sandwich structure. FIG. 2 is an explanatory view showing the outline of the structure. In FIG. 2, 3
Is a laminated body, and 6 is a hollow microsphere-free green sheet.
【００２４】次いで、上記のようにして中空微小球無添
加グリーンシートで挾み込んだ積層体を、窒素雰囲気
中、焼成温度１０００℃にて９０分間焼成を行なうこと
により誘電率ε＝３．５の低誘電率セラミックス回路基
板を、焼成時の割れや層間剥離を生じることなく得るこ
とができた。Next, the laminate sandwiched with the hollow microsphere-free green sheet as described above is fired in a nitrogen atmosphere at a firing temperature of 1000 ° C. for 90 minutes to obtain a dielectric constant ε = 3.5. The low-dielectric-constant ceramics circuit board can be obtained without cracking or delamination during firing.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、以上の構成としたの
で、中空微小球を含有する低誘電率セラミックス回路基
板の製造における焼成収縮率の制御が可能になり、中空
微小球を含有するグリーンシートと中空微小球を含有し
ないグリーンシートとを一体に焼成しても割れや層間剥
離を招くことがなく、したがって低誘電率であるととも
に実用に耐える強度を備えていて、しかも表面が平滑で
ある低誘電率セラミックス回路基板を効率良く得ること
のできる低誘電率セラミックス回路基板の製造方法を提
供することができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, with the above constitution, it becomes possible to control the firing shrinkage in the production of the low dielectric constant ceramics circuit board containing hollow microspheres, and the green containing hollow microspheres can be controlled. Even if the sheet and the green sheet that does not contain hollow microspheres are fired together, cracking and delamination do not occur, and therefore they have a low dielectric constant and strength for practical use, and the surface is smooth. It is possible to provide a method for manufacturing a low dielectric constant ceramic circuit board, which can efficiently obtain a low dielectric constant ceramic circuit board.
【図１】本実施例における積層体の一部を示す断面説明
図である。FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing a part of a laminated body in this example.
【図２】本実施例における積層体を中空微小球無添加グ
リーンシートで挾んだ状態の一部を示す概略説明図であ
る。FIG. 2 is a graph showing the laminated body according to the present embodiment with no hollow microspheres added thereto.
It is a schematic explanatory drawing which shows a part of state in which it leaned in with a lean sheet .
【図３】粒径10μｍの中空微小球を含有するグリーンシ
ートおよび粒径10μｍの中空微小球を含有するグリーン
シートのそれぞれについて焼成温度と収縮率との関係を
示すグラフである。[Fig. 3] Green syrup containing hollow microspheres with a particle size of 10 μm
And green containing hollow microspheres with a particle size of 10 μm
It is a graph which shows the relationship between a baking temperature and a shrinkage rate about each of the sheets .
【図４】従来の低誘電率セラミックス回路基板の一例の
構成を示す概略説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a configuration of an example of a conventional low dielectric constant ceramics circuit board.
１…グリーンシート ２…導体配線層 ３…積層体 ４…ビア ５…中空微小球 ６…中空微小球無添加グリーンシート 1 ... Green sheet 2 ... Conductor wiring layer 3 ... Laminated body 4 ... Via 5 ... Hollow microsphere 6 ... Hollow microsphere non-added green sheet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀原 伸男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−32595（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−358（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuo Kamehara 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited (56) Reference JP-A-2-32595 (JP, A) JP-A-63-358 (JP, A)
Claims (4)
50体積％のガラス粉末ならびに該セラミックス粉末およ
び該ガラス粉末の粒径に比し大きな粒径を有する中空微
小球を10〜50体積％の割合で含有するグリーンシート
と、導体配線層とを交互に積層して積層体を作製し、次
いで、該積層体を、その積層方向において中空微小球無
添加グリーンシートで挾んでから焼成する低誘電率セラ
ミックス回路基板の製造方法であって、上記中空微小球
の粒径を調整することにより焼成時における上記積層体
の収縮率を制御することを特徴とする低誘電率セラミッ
クス回路基板の製造方法。1. Ceramic powder of 15-40% by volume, 30-
50 vol% of the glass powder and the ceramic powder Oyo
And a hollow fine particle having a particle size larger than that of the glass powder.
A green sheet in a proportion of 10 to 50 vol% globules, to produce a laminate by laminating a conductor interconnect layer are alternately next
The laminated body without the hollow microspheres in the laminating direction.
A low dielectric constant ceramic circuit board manufacturing method of calcining from sandwiching the addition green sheet, and characterized by controlling the shrinkage of the laminated body during firing by adjusting the particle size of the hollow microspheres Method for manufacturing low dielectric constant ceramic circuit board.
３μｍであり、前記ガラス粉末の平均粒径が３〜５μｍ
であり、前記中空微小球の平均粒径が10〜20μｍである
請求項１記載の低誘電率セラミックス回路基板の製造方
法。2. The average particle diameter of the ceramic powder is 2 to
3 μm, and the average particle diameter of the glass powder is 3 to 5 μm.
, And the method of manufacturing the low dielectric constant ceramic circuit board of the average particle size of the hollow microspheres according to claim 1, which is a 10 to 20 [mu] m.
請求項１または２記載の低誘電率セラミックス回路基板
の製造方法。 3. The firing temperature is 980 ° C. to 1020 ° C.
The low dielectric constant ceramic circuit board according to claim 1 or 2.
Manufacturing method.
１乃至請求項３のいずれかに記載の低誘電率セラミック
ス回路基板の製造方法。 4. The conductor wiring layer is made of a copper conductor.
The low dielectric constant ceramic according to any one of claims 1 to 3.
Circuit board manufacturing method.
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| JPH04290492A JPH04290492A (en) | 1992-10-15 |
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Cited By (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1991
- 1991-03-19 JP JP3055188A patent/JP2553250B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US12612330B2 (en) | 2021-07-16 | 2026-04-28 | 3M Innovative Properties Company | Glass bubbles and articles therefrom |
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